专利名称:固—液综合润滑油减磨添加剂的制作方法
本发明涉及一种增进润滑油的润滑性和减磨性的添加剂，特别适用于柴油机，汽油机等内燃机润滑系统上的固-液综合润滑油减磨添加剂。
在日常应用中，通常为了减少摩擦件的摩擦和磨损的办法是润滑。一般是用液体润滑油或固体润滑剂将两个摩擦表面隔开以减少摩擦和磨损。但有它们的局限性，如用液体润滑油，一般在摩擦面接触压力较低时或达到理想的流体润滑状态时，使用尚好。但在启动、停止时和滑动速度降至零或低速运行形成边界润滑状态时，摩擦力相应增加并产生磨损;同时大量摩擦热产生，使之摩擦面温度升高。所以说，一般液体润滑油还不是一种理想的润滑剂。用固体润滑剂，在金属表面涂层处理，如聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼等都是优良的润滑剂，在低速运行时，优于液体润滑油。但往往会伴随着接触部件的磨损，而且价格较昂贵。
近年来国际市场上出现一系列减磨添加剂最新专利产品美国TMT(Total Moter Treatment)、日本NASA101(NASA SOPER OIL TREATMET)、美国TP(TRI-PAK公司)等一系列减磨添加剂，已成为八十年代新产品。美国专利U.S.Patent № 4349444(82年)，3933656(79年)和日本专利“公开特许公报昭53-34808”等对有关的技术作了报道。但美国专利仅介绍了主要原料(聚四氟乙烯)及主要稳定剂(硅烷、含氟表面活性剂及硅烷衍生物)，至于它的配方组成、组份名称及添加比例、工艺条件、实施效果等，均未见披露。而日本专利对工艺配方未见报道。八十年代初，国内有些单位开始进口和试用TMT、TP等抗磨添加剂。试用后表明添加这些抗磨添加剂后，能减少内燃机机械的磨损，降低油耗，延长机油更换期限和减少机器大修次数。但这类添加剂存在二个较大缺陷。其一是价格昂贵。每罐8盎司(OZS)＝236.6ml装，售价TMT～TP＝19～42元(折合人民币);其二是美国的TMT采用硅烷及其衍生物和含氟表面活性剂作为稳定剂，它们属易燃物品，而TP中含有苯类衍生物是有毒物品，它们这些不仅在使用、运输均不利，並对人体健康、环境卫生等方面都有毒有害的。
本发明的目的是要改进国内外液体润滑剂、固体润滑剂和金属抗磨剂存在的缺陷，取长补短，提供一种节能减磨，价廉易得，无毒无害的固-液润滑油减磨添加剂。
本发明是以如下方法实现的以润滑油或粘度相当的中性基础油为载体，添加聚四氟乙烯分散液和聚乙二醇、多元醇型非离子表面活性剂及聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂等成份配制而成。具体配制方法如下1.取4～8份(重量比、下同)聚四氟乙烯分散液(浓度15%)，加入1～2份聚乙二醇非离子表面活性剂，摇匀后，将此液加入到20～25份粘度为10～16厘沲/100℃的润滑油或粘度相当的中性基础油中混合搅拌均匀，为乳状液。
2.取40～45份，粘度与上述相同的润滑油加入2～3份油溶性多元醇非离子表面活性剂和0.5～1份水溶性多元醇非离子表面活性剂和0.5～1份聚甲基丙烯酸酯型粘度指数改进剂，加热使之完全溶解，再冷却至室温，为调制的中性基础油。
3.将上述调制好的中性基础油缓慢地拌入乳状液中混合拌匀，即为本发明固-液综合润滑油减磨添加剂。
所说聚四氟乙烯固体润滑剂，它是一种乳白色的胶状液，含有60%粒径为0.1～0.8微米的聚四氟乙烯微粒，这种胶体分散液，一般带负电，极不稳定，电荷不是均匀分布在粒子表面和粒子间，当二极粒子相互吸引时就会发生凝聚，所以必须加稳定剂，表面活性剂，粘度指数改进剂等。使聚四氟乙烯的微粒随液体润滑油的循环，它能在气缸壁、活塞、活塞环及轴承的金属摩擦表面上许多凹陷不平空隙浸透，填补和涂着作用，形成一层平滑、坚固、稳定保护膜，使金属与金属之间不会相互接触而发生焊合或微凸体互嵌，固体润滑剂复盖层在运行中又得到不断更新和补充。
所说聚乙二醇型非离子表面活性剂是一种易流动胶状液，它能降低聚四氟乙烯胶体分散液的表面张力，使聚四氟乙烯的微粒不发生凝聚，使之稳定，得到一种乳状液。
所说油溶性和水溶性的多元醇型非离子表面活性剂是一种粘稠胶状液，水溶性多元醇型的颜色较浅些，且更粘稠些，它们能降低油水界面的界面张力，增加保护膜的强度，达到亲水-憎水平衡，促进乳化。
所说聚甲基丙烯酸酯型粘度指数改进剂是一种接近无色透明胶状液，它不仅能增加界面膜粘度阻碍界面上乳化分子的移位，不易凝聚;并能提高其粘度指数，扩大润滑油的使用温度范围;而且对增进胶体溶液趋于稳定亦有一定效果。
所说润滑油或粘度相当的中性基础油是一种粘度为10～16厘沲/100℃普通润滑油。它是配制本发明添加剂载体(即母液)。
本发明优点(1)由于在金属、机械的摩擦表面形成一层稳定的固体保护膜，增进润滑，减少摩擦功率损耗，延长内燃机使用寿命，减少机油更换期限和机器大修次数，並减少缸套磨损82%;
(2)由于燃烧完全，降低油耗，节油率达2～5%;
(3)由于气缸密封性能提高，气缸压力增加，燃烧完善，废气排放中一氧化碳、碳氢含量随之下降，减少对大气污染;
(4)本发明选用添加剂原料是价廉易得，无毒无害。
总之，本发明添加剂弥补了普通润滑剂的不足之处，又优于在金属表面涂层处理的固体润滑剂是一种固-液综合润滑剂，它尤其适用在内燃机启动、停止或低速运行时，甚至在机油供应中断的紧急情况下。
实施例1、(1)、取40克聚四氟乙烯分散液(浓度15%)，加入8克聚乙二醇型非离子表面活性剂，摇匀后，加入到200克粘度为10～16厘沲/100℃润滑油(汽油机油或柴油机油)中，混合搅拌均匀，为乳状液。
(2)、取400克上述润滑油，加入24克油溶性多元醇非离子表面活性剂和6克水溶性多元醇非离子表面活性剂，再加入6克聚甲基丙烯酸酯型粘度指数改进剂，加热使之完全溶解，再冷却至室温，为调制的中性基础油。
(3)、将上述调制好的中性基础油分二次加入到乳状液中混合拌匀，即为本发明的润滑油减磨添加剂。
实施例2、(1)、取30克聚四氟乙烯分散液(浓度15%)，加入5克聚乙二醇型非离子表面活性剂，摇匀后，加入到200克实施例1所述的润滑油中，混合搅拌均匀，为乳状液。
(2)、取400克实施例1所述的润滑油，加入20克油溶性多元醇非离子表面活性剂和4克水溶性多元醇型非离子表面活性剂，再加入4克聚甲基丙烯酸酯型粘度指数改进剂，加热使之完全溶解，再冷却至室温，为调制的中性基础油。
(3)、将上述调制好的中性基础油分二次加入到乳状液中混合拌匀，即为本发明的润滑油减磨添加剂。
实施例3、(1)、取50克聚四氟乙烯分散液(浓度15%)，加入10克聚乙二醇非离子表面活性剂，摇匀后，加入到250克实施例1所述的润滑油中，混合搅拌均匀，为乳状液。
(2)、取450克实施例1所述的润滑油，加入30克油溶性多元醇非离子表面活性剂和9克水溶性多元醇非离子表面活性剂，再加入10克聚甲基丙烯酸酯型粘度指数改进剂，加热使之完全溶解，再冷却至室温，为调剂的中性基础油。
(3)、将上述调制好的中性基础油分二次加入到乳状液中混合拌匀，即为本发明的润滑油减磨添加剂。
本发明试用情况本发明作为内燃机润滑油的一种添加剂。取5%(重量比)上述配制好实施例1的添加剂，加入到汽油机油或柴油机油中，从不同角度进行性能对比试验。
试例1、实机台架试验。
实机台架试验、在上海船用柴油机研究所发动机试验室进行。
试验条件4135型柴油发动机，试验时间为90小时，润滑油14＃柴油机油，试验采用相同工况、相同时间的对比方法。
(1)磨损试验不加添加剂与加添加剂对比试验结果如表1。
上表所示(1)燃油耗率在推进特性工况下，最多节油10克，一般在5克左右，即节油率在2%～5%，但在额定工况下不节油;
(2)排气温度在推进特性工况下，加添加剂的排温，平均下降20℃;在负荷特性下，排温下降幅度大一些，一般18～30℃;
(3)排气分析加添加剂排气中CO的含量一般下降0.15%，(绝对值)，CO2略有增加。
试例2汽车道路试验。
由上海汽车运输科学技术研究所进行试验。
试验条件CA-15型解放牌汽车、燃料70＃汽油、润滑油15＃汽油机油。
试验地点上海龙华机场，行驶距离1000公里，试验在满载的工况下进行。
(1)燃料经济性对比试验。
A、等速燃料经济性对比试验，结果如表3。
B、百公里燃料经济性对比试验、结果如表4。
(2)加速性能对比试验(20～60公里/时)结果如表5。
上表所示加剂润滑油加速时间相对缩短2.02%，加速距离减少2.91%。
(3)气缸压力测定，结果如表6。
上表所示加剂润滑油的发动机各缸压力普遍提高，气缸压力平均提高幅度为11.8%。
由此说明固液综合润滑油添加剂，对提高内燃机动力性，改善燃料经济性与发动机润滑性能有一定效果。
试例3，磨耗对比试验。
本发明添加剂与进口TMT添加剂磨耗对比试验，由机械工业部上海市材料研究所进行MM-200磨耗试验。
试验条件对磨件为铝和45＃铸钢，压力30公斤，时间2小时，润滑油-10＃汽油机油。添加剂用量均为5%(重量比)。
试验结果表明在相同试验条件下，加入本发明添加剂后，对磨件留下的磨痕宽度比添加相等量的进口TMT添加剂要小20～30%;而且对磨件的磨损量也比进口TMT添加剂要小得多。可见本发明添加剂具有明显的减磨效果。
试例4、载荷对比试验。
本发明添加剂和进口TMT添加剂载荷对比试验。由上海市石油商品应用科学研究所进行歇尔四球机械载荷试验。在10＃汽油机油中加5%进口TMT添加剂后，机件可承受的最大无卡咬负荷比10＃汽油机油增加了28%，油膜破裂的最大直径可增加9.3%，而在10＃汽油机油中加5%本发明添加剂后，机件可承受的最大无卡咬可增加了40%左右，油膜破裂的最大直径可增加了12%左右。结果表明本发明添加剂具有良好的载负性能。
上述两例对比试验表明本发明添加剂性能优于进口TMT添加剂。
权利要求
1.一种用在内燃机上润滑油添加剂，其特征是以润滑油(或粘度相当的中性基础油)为载体，添加聚四氟乙烯分散液和聚乙二醇，多元醇型非离子表面活性剂及聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂等成份配制成固-液综合润滑油减磨添加剂；a、取4～8份(重量比，下同)聚四氟乙烯分散液(浓度15%)加入1～2份聚乙二醇型非离子表面活性剂，摇匀后，将此液加入到20～25份粘度为10～16厘沲/100℃的润滑油(或粘度相当的中性基础油)中，混合搅拌均匀，为乳状液；b、取40～45份，粘度为10～16厘沲/100℃的润滑油(或粘度相当的中性基础油)中加入2～3份油溶性多元醇非离子表面活性剂和0.5～1份水溶性多元醇型非离子表面活性剂及0.5～1份聚甲基丙烯酸酯型粘度指数改进剂，加热使之完全溶解，再冷却至室温，为调制的中性基础油；c、将上述调制好的中性基础油加入到乳状液中混合拌匀，即为固-液综合润滑油添加剂。
2.根据权利要求
1所述固-液综合润滑油添加剂，其特征是聚四氟乙烯分散液浓度15%或60%等百分浓度均可，但必须按浓度比例配制。
专利摘要
本发明提供一种增进润滑油的润滑性和减磨性的添加剂，特别适用于柴油机、汽油机等内燃机润滑系统上。以润滑油为载体，加入聚四氟乙烯分散液和聚乙二醇型，多元醇型非离子表面活性剂及聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂等配制而成。它能在内燃机机件的表面，形成一层极为稳定光滑的固体保护膜。它既能提高抗磨性能，减少缸套磨损82％，延长内燃机使用寿命，又降低油耗，节油率达2～5％。并在性能上优于进口TMT等抗磨添加剂。
文档编号C10M157/00GK86102536SQ86102536
公开日1988年2月3日 申请日期1986年10月17日
发明者雷维文, 孙瑞钧 申请人:上海市能源研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan